JPH0252390B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0252390B2 JPH0252390B2 JP58166682A JP16668283A JPH0252390B2 JP H0252390 B2 JPH0252390 B2 JP H0252390B2 JP 58166682 A JP58166682 A JP 58166682A JP 16668283 A JP16668283 A JP 16668283A JP H0252390 B2 JPH0252390 B2 JP H0252390B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel cell
- manifold
- gasket
- battery body
- mixture
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
- H01M8/2484—Details of groupings of fuel cells characterised by external manifolds
- H01M8/2485—Arrangements for sealing external manifolds; Arrangements for mounting external manifolds around a stack
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は燃料電池に係り、特に電池本体とマニ
ホールドとの気密性を向上させるのに好適な燃料
電池に関する。
ホールドとの気密性を向上させるのに好適な燃料
電池に関する。
燃料電池は酸化ガスである空気の流通路を有す
るガス拡散電極と、燃料ガスである水素の流通路
を有するガス拡散電極と、これら一対のガス拡散
電極間にリン酸の如き電解質を保有してなる単位
電池を、第１図ａ，ｂに示すように電池出力に相
当するだけ複数個積層し、上下をシール用導体２
ではさみ電池本体１を構成するようにしている。
そして、このように積層した電池本体１に、酸化
ガス及び燃料ガスを供給及び排気する手段とし
て、電池本体の側面にマニホールド３を、この周
面に設けられ溝３Ａ内に配置された成形ガスケツ
ト４（例えば電解質に対して耐久性のあるフツ素
ゴムなどのＯリング）を介して固着し、マニホー
ルド３の一方が入口、他方が出口となるようにし
て、各単位電池に一括して酸化ガスまたは燃料ガ
スを供給及び排気している。
るガス拡散電極と、燃料ガスである水素の流通路
を有するガス拡散電極と、これら一対のガス拡散
電極間にリン酸の如き電解質を保有してなる単位
電池を、第１図ａ，ｂに示すように電池出力に相
当するだけ複数個積層し、上下をシール用導体２
ではさみ電池本体１を構成するようにしている。
そして、このように積層した電池本体１に、酸化
ガス及び燃料ガスを供給及び排気する手段とし
て、電池本体の側面にマニホールド３を、この周
面に設けられ溝３Ａ内に配置された成形ガスケツ
ト４（例えば電解質に対して耐久性のあるフツ素
ゴムなどのＯリング）を介して固着し、マニホー
ルド３の一方が入口、他方が出口となるようにし
て、各単位電池に一括して酸化ガスまたは燃料ガ
スを供給及び排気している。
しかし、このようなガスケツトによるシール手
段を設けていても、電池本体１には、電池製作時
の寸法許容差及び電池積層時の作業による許容差
のため、第２図に示すごとく、ガスケツト４の当
面に凹凸が生じ、電池本体１とマニホールド３と
の間に空隙５が発生してしまう恐れがある。この
結果、空隙５からガスのリークが生じ、適正な運
転圧力制御が出来ないばかりか、水素と酸素の混
合による爆発の危険性も高く、燃料電池の運転上
種々の問題があつた。
段を設けていても、電池本体１には、電池製作時
の寸法許容差及び電池積層時の作業による許容差
のため、第２図に示すごとく、ガスケツト４の当
面に凹凸が生じ、電池本体１とマニホールド３と
の間に空隙５が発生してしまう恐れがある。この
結果、空隙５からガスのリークが生じ、適正な運
転圧力制御が出来ないばかりか、水素と酸素の混
合による爆発の危険性も高く、燃料電池の運転上
種々の問題があつた。
尚前記空隙５に他の詰め物をすることも考えら
れるが、その作業には多くの時間が費やされるこ
と、又永年の運転中にはその詰物自体が供給ガス
によつて劣化する恐れがあつた。
れるが、その作業には多くの時間が費やされるこ
と、又永年の運転中にはその詰物自体が供給ガス
によつて劣化する恐れがあつた。
本発明はこれにかんがみなされたもので、その
目的とするところは、電池本体とマニホールド間
の気密保持を充分良好なものとし、かつ永年の運
転に際してもシール層が劣化することがなく燃料
電池の運転を安定にすることが可能なこの種燃料
電池を提供するにある。
目的とするところは、電池本体とマニホールド間
の気密保持を充分良好なものとし、かつ永年の運
転に際してもシール層が劣化することがなく燃料
電池の運転を安定にすることが可能なこの種燃料
電池を提供するにある。
すなわち本発明は、電池本体のガスケツトと対
向している部分に、側鎖基にフツ素を有する分子
量5000程度のオイルと、ポリテトラフルオロエチ
レンの粉末とを混合した混合物を、直接塗布する
ようにし所期の目的を達成するようにしたもので
ある。
向している部分に、側鎖基にフツ素を有する分子
量5000程度のオイルと、ポリテトラフルオロエチ
レンの粉末とを混合した混合物を、直接塗布する
ようにし所期の目的を達成するようにしたもので
ある。
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説
明する。
明する。
第３図および第４図はその一実施例を示すもの
で、第３図ａ，ｂには単位電池が積層されて形成
され、かつマニホールドが取りはずされた状態の
電池本体１が示されている。
で、第３図ａ，ｂには単位電池が積層されて形成
され、かつマニホールドが取りはずされた状態の
電池本体１が示されている。
この電池本体の側面で、マニホールドのガスケ
ツトと対向する部分には次のような混合物６が直
接塗布されている。
ツトと対向する部分には次のような混合物６が直
接塗布されている。
すなわち、側鎖基にフツ素を有する分子量5000
程度のオイルを用い、このオイルに充填物として
ポリテトラフルオロエチレンの粉末を50wt％程
度混合した混合物が直接塗布されている。
程度のオイルを用い、このオイルに充填物として
ポリテトラフルオロエチレンの粉末を50wt％程
度混合した混合物が直接塗布されている。
そしてこの混合物の塗布層面上には、第４図
ａ，ｂに示されているように、ガスケツト７が当
てがわれ、このガスケツトを介してマニホールド
３が取り付けられる。
ａ，ｂに示されているように、ガスケツト７が当
てがわれ、このガスケツトを介してマニホールド
３が取り付けられる。
第５図は第４図のシール構造におけるシール評
価実験結果を示している。この実験は実物スタク
の約1/15のシール長さを持つ実験装置によるもの
であり、縦軸はガスもれの程度を示す。前記装置
での通気コンダクタンスをとり、横軸には、マニ
ホールド温度を示している。
価実験結果を示している。この実験は実物スタク
の約1/15のシール長さを持つ実験装置によるもの
であり、縦軸はガスもれの程度を示す。前記装置
での通気コンダクタンスをとり、横軸には、マニ
ホールド温度を示している。
図中の曲線Ａ，Ｂは第４図ａ中のガスケツト７
単独のシール構成の実験結果であり、Ａはシール
面が機械加工により仕上げられた平滑なものであ
り、Ｂはシール面に幅２mm、深さ１mmの溝を２mm
ピツチで機械加工したものであり、電池製作時の
寸法許容差及び電池積層時の作業による許容差を
模擬した積層電池側面を有している。この図の曲
線Ｂからわかるように、ガスケツト７単独では凹
凸面をシールすることは出来ず、通気コンダクタ
ンスの値が、燃料電池燃料側マニホールドに一般
に要求される通気コンダクタンスを本実験に用い
た装置に換算した値（第５図中実線Ｃ）より２オ
ーダー近く大きいことが確認された。
単独のシール構成の実験結果であり、Ａはシール
面が機械加工により仕上げられた平滑なものであ
り、Ｂはシール面に幅２mm、深さ１mmの溝を２mm
ピツチで機械加工したものであり、電池製作時の
寸法許容差及び電池積層時の作業による許容差を
模擬した積層電池側面を有している。この図の曲
線Ｂからわかるように、ガスケツト７単独では凹
凸面をシールすることは出来ず、通気コンダクタ
ンスの値が、燃料電池燃料側マニホールドに一般
に要求される通気コンダクタンスを本実験に用い
た装置に換算した値（第５図中実線Ｃ）より２オ
ーダー近く大きいことが確認された。
第５図中、曲線ＤはＢに相当する積層電池凹凸
側面に対し、側鎮基にフツ素を有する分子量5000
程度のオイルを用い、充填物としてポリテトラフ
ルオロエチレンの粉末を50wt％程度混合した混
合物を用いたシール構成の試験結果である。第５
図中曲線Ｄから、本実施例によるシール構造が、
積層面の凹凸を充分にシールできることがわか
る。
側面に対し、側鎮基にフツ素を有する分子量5000
程度のオイルを用い、充填物としてポリテトラフ
ルオロエチレンの粉末を50wt％程度混合した混
合物を用いたシール構成の試験結果である。第５
図中曲線Ｄから、本実施例によるシール構造が、
積層面の凹凸を充分にシールできることがわか
る。
第６図は本発明の他の実施例を示し、第６図に
おいて、ガスケツト７を少なくとも２つ配置し、
これらのガスケツト７間の空隙に混合物６を満た
し、これを電池本体１と接触させるようにしたも
のであり、これによつても前記実施例と同様な効
果が得られる。
おいて、ガスケツト７を少なくとも２つ配置し、
これらのガスケツト７間の空隙に混合物６を満た
し、これを電池本体１と接触させるようにしたも
のであり、これによつても前記実施例と同様な効
果が得られる。
第７図は本発明の更に他の実施例を示し、本実
施例ではガスケツト７の電池本体１に対向する面
に溝を設け、この溝部に、電池本体に塗布されて
いる混合物６と同一のものが満たされ、ガスケツ
トを電池本体１側へ押圧接触させるようにしたも
のである。上記のいずれの構成においても、電池
本体の側面に前述した混合物６を塗布することに
より、燃料電池の運転に支障なく電池本体１の積
層凹凸面を閉塞でき、永年使用しても気密性に優
れ劣化の少ないガスシール構造が得られる。
施例ではガスケツト７の電池本体１に対向する面
に溝を設け、この溝部に、電池本体に塗布されて
いる混合物６と同一のものが満たされ、ガスケツ
トを電池本体１側へ押圧接触させるようにしたも
のである。上記のいずれの構成においても、電池
本体の側面に前述した混合物６を塗布することに
より、燃料電池の運転に支障なく電池本体１の積
層凹凸面を閉塞でき、永年使用しても気密性に優
れ劣化の少ないガスシール構造が得られる。
以上説明してきたように本発明によれば、電池
本体とマニホールド間の気密保持を充分良好なも
のとし、かつ永年の運転に際してもシール層が劣
化することがなく燃料電池の運転を安定にするこ
とが可能なこの種燃料電池を得ることができる。
本体とマニホールド間の気密保持を充分良好なも
のとし、かつ永年の運転に際してもシール層が劣
化することがなく燃料電池の運転を安定にするこ
とが可能なこの種燃料電池を得ることができる。
第１図ａは従来の燃料電池を示す部分縦断面
図、第１図ｂは第１図ａの一部断面した側面図、
第２図は従来の燃料電池の要部拡大断面図、第３
図ａ及びｂは燃料電池の積層構成及びシール層の
塗布位置を示す正面図及び側面図、第４図ａは本
発明の一実施例を示す燃料電池の要部拡大断面
図、第４図ｂは第４図ａのＡ矢視図、第５図は本
発明の効果を示す実験結果図、第６図、第７図は
それぞれ本発明の燃料電池の他の実施例を示す要
部拡大断面図である。 １……電池本体、３……マニホールド、６……
混合物、７……ガスケツト。
図、第１図ｂは第１図ａの一部断面した側面図、
第２図は従来の燃料電池の要部拡大断面図、第３
図ａ及びｂは燃料電池の積層構成及びシール層の
塗布位置を示す正面図及び側面図、第４図ａは本
発明の一実施例を示す燃料電池の要部拡大断面
図、第４図ｂは第４図ａのＡ矢視図、第５図は本
発明の効果を示す実験結果図、第６図、第７図は
それぞれ本発明の燃料電池の他の実施例を示す要
部拡大断面図である。 １……電池本体、３……マニホールド、６……
混合物、７……ガスケツト。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 一対のガス拡散電極と、前記ガス拡散電極間
に配置された電解質を保持するマトリツクスとを
有する単位電池を、複数個積層して電池本体を形
成し、該電池本体の側面にガス拡散電極へガスを
供給及び排出するマニホールドを配置し、、前記
電池本体とマニホールドとをガスケツトを介して
シールした燃料電池において、 前記電池本体のガスケツトと対向している部分
に、 側鎖基にフツ素を有する分子量5000程度のオイ
ルと、ポリテトラフルオロエチレンの粉末とを混
合した混合物を、 直接塗布したことを特徴とする燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58166682A JPS6059669A (ja) | 1983-09-12 | 1983-09-12 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58166682A JPS6059669A (ja) | 1983-09-12 | 1983-09-12 | 燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6059669A JPS6059669A (ja) | 1985-04-06 |
| JPH0252390B2 true JPH0252390B2 (ja) | 1990-11-13 |
Family
ID=15835774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58166682A Granted JPS6059669A (ja) | 1983-09-12 | 1983-09-12 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6059669A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4849308A (en) * | 1988-03-17 | 1989-07-18 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Manifold seal for fuel cell stack assembly |
| JP3951841B2 (ja) * | 2002-07-19 | 2007-08-01 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池のシール構造とその製造方法 |
| JP2013545236A (ja) * | 2010-10-29 | 2013-12-19 | ユーティーシー パワー コーポレイション | 燃料電池アッセンブリシール構成 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4028324A (en) * | 1975-12-16 | 1977-06-07 | United Technologies Corporation | High temperature seal material and method for manufacturing the same |
| JPS588726U (ja) * | 1981-07-09 | 1983-01-20 | ダイハツ工業株式会社 | 減速時の空燃比制御装置 |
| JPS59132573A (ja) * | 1983-01-19 | 1984-07-30 | Mitsubishi Electric Corp | 積層形燃料電池 |
| JPS6144370U (ja) * | 1984-08-29 | 1986-03-24 | マツダ株式会社 | 自動車の側部車体構造 |
-
1983
- 1983-09-12 JP JP58166682A patent/JPS6059669A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6059669A (ja) | 1985-04-06 |
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